DE19517735B4 - Dichtflächenverbindung - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
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Abstract

Dichtflächenverbindung, mit
– zwei gegeneinanderliegenden Dichtflächen (2, 9),
– einer Dichtung, die durch Aufbringen einer fließfähigen, elastischen Dichtungsmasse auf wenigstens eine der Dichtflächen und anschließendes Zusammenpressen der Dichtflächen gebildet ist, und
– einem durch zurückgesetzte Ausbildung eines entsprechenden seitlichen Teilbereichs (3) wenigstens einer (2) der Dichtflächen (2, 9) gebildeten Dichtspalt (8), in welchem ein Wulst (10) der Dichtung, dessen Dicke der Spaltweite entspricht, gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
– der Dichtspalt (8) in einem seitlich an einen ersten Abschnitt der gegeneinanderliegenden Dichtflächen angrenzenden zweiten Dichtflächenabschnitt angeordnet ist, wobei er sich vom ersten Dichtflächenabschnitt, in welchem die Dichtungsmasse aufgebracht wird und sich die Dichtflächen enger gegenüberliegen als im zweiten Abschnitt, unter Aufweitung auf eine definierte Spaltweite (d) bis zu einer zugehörgen Außenkante der Dichtflächenverbindung und dort ausmündend erstreckt, und der Dichtungswulst (10) dadurch gebildet ist, daß die Dichtungsmasse beim Zusammenpressen der Dichtflächen von den seitlich benachbarten,...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtflächenverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Dichtflächenverbindungen werden unter anderem im Kraftfahrzeugbau verwendet, beispielsweise zur dichten Verbindung eines Getriebegehäusedeckels mit dem zugehörigen Getriebegehäuse oder einer Ölwanne mit dem zugehörigen Motorblock.
  • Bei einer Dichtflächenverbindung, wie sie in der Auslegeschrift DE 22 03 485 B2 offenbart ist, wird ein Wulst einer vulkanisierbaren Elastomer-Mischung auf einem Umfangsflansch einer Kraftfahrzeugölwanne angeordnet. Anschließend wird dieser Umfangsflansch an einen zugehörigen Flansch eines Maschinenblockes angeschraubt, wodurch die vulkanisierbare Elastomer-Mischung zu den Seiten der die Dichtflächen bildenden Flansche hin fließt und den Raum zwischen den Flanschen ausfüllt. Die sich gegenüberliegenden Flansche können beide plan gestaltet sein; alternativ ist die Anordnung einer Nut mit rechtwinkligem oder V-förmigem Querschnitt in einem der Flansche vorgesehen. Eine Schwierigkeit bei dieser Art von Dichtflächenverbindungen besteht darin, daß die Dichtungsmasse nur als dünne Schicht in einer geringen, nicht genau definierten Dicke zwischen den Dichtflächen liegt, was die Gefahr in sich birgt, daß bei zu großen Zugkraft belastungen infolge Kraft- und/oder Wärmeeinwirkung die Dehnfähigkeit der Dichtungsmasse überschritten und damit die Dichtung zerstört wird. Des weiteren wird möglicherweise überschüssige Dichtungsmasse an den Dichtflächenrändern herausgedrückt, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Beispielsweise kann bei Verwendung der Dichtflächenverbindung zwischen einem Getriebegehäuse und einem Getriebegehäusedeckel die in den Getriebeinnenraum herausgedrückte Dichtungsmasse leicht durch anströmendes Öl abgelöst werden. Dies kann zu Schäden an Lagern und Dichtringen führen, wenn Teile der Dichtungsmasse dorthin eingetragen werden.
  • Aus der Patentschrift GB 1.078.563 ist eine Klebflächenverbindung bekannt, beispielsweise zur Verbindung zweier Teile eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors, die dadurch gebildet ist, daß ein fließfähiger Klebstoff zwischen zwei Klebflächen eingebracht und anschließend die Klebflächen unter Druck- und Wärmeeinwirkung zusammengepreßt werden. Der Klebstoff kann dabei gleichzeitig eine Abdichtfunktion haben. In manchen Fällen ist es unerwünscht, daß der Klebstoff an einer bestimmten Seite über den Klebflächenrand hinausgedrückt wird, beispielsweise weil er von dort zu Ventilen und Ventilsitzen verschleppt werden könnte, was deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigen würde. Deshalb wird dort vorgeschlagen, in einem von den Seitenrändern beabstandeten, mittleren Abschnitt der Klebflächen eine Ausnehmung vorzusehen, z.B. durch je eine im Querschnitt halbkreisförmige Nut in gegenüberliegenden Abschnitten beider Klebflächen, die als Reservoir für überschüssigen Klebstoff dienen kann. Der Klebstoffauftrag wird dabei auf diejenige, an das Reservoir angrenzende Seite beschränkt, die demjenigen Seitenrand abgewandt ist, an welchem das Hinausdrücken von Klebstoff verhindert werden soll. Daher verbleibt angrenzend an diese Seitenwand stets ein nicht mit Klebstoff befüllter Spaltbereich.
  • In der Patentschrift US 4 830 383 ist eine Dichtflächenverbindung der eingangs genannten Art beschrieben. Als Dichtungsmasse wird unter anderem Silikon vorgeschlagen. Bei der dortigen Dichtflächenverbindung wird die fließfähige, elastische Dichtungsmasse bereits anfänglich auf eine Trägerfläche aufgebracht, die nach dem anschließenden Zusammenpressen der Dichtflächen mit einem beabstandet gegenüberliegenden Flächenbereich einen im Querschnitt L-förmigen Ringspalt als Dichtspalt bildet. Durch das Zusammenpressen der Dichtflächen füllt die Dichtungsmasse den Dichtspalt aus, und gegebenenfalls überschüssige Dichtungsmasse fließt in einen radial nach innen anschließenden Hohlkanal.
  • In der Patentschrift US 3 069 928 ist ein Getriebegehäuse offenbart, das von einem Getriebegehäusedeckel unter Zwischenfügung eines streifenförmigen Dichtringes abgedeckt wird.
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Dichtflächenverbindung der eingangs genannten Art zugrunde, die zuverlässig abdichtet, relativ einfach herzustellen ist und ein vergleichsweise gutes elastisches Dehnungsverhalten besitzt.
  • Dieses Problem wird durch eine Dichtflächenverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Durch zurückgesetzte Ausbildung eines seitlichen Teilbereichs wenigstens einer der Dichtflächen ist ein seitlicher Dichtspalt mit definierter Spaltweite gebildet, in den Dichtungsmasse erst beim Zusammenpressen der Dichtflächen hineingedrückt wird und auf diese Weise einen Dichtungswulst bildet. Die Dicke dieses Dichtungswulstes entspricht somit der gewählten Spaltweite des Dichtspaltes und ist im allgemeinen beträchtlich größer als die Dicke der Dichtungsmasse im übrigen Bereich, in welchem die Dichtflächen sehr nahe gegeneinander anliegen. Die solchermaßen realisierte Dichtung zeigt ein Dichtungsverhalten, das in seiner elastischen Dehnfähigkeit derjenigen einer herkömmlichen Dichtung mit vollständig flachgedrückter Dichtungsmasse ohne einen derartigen Wulst deutlich überlegen ist. Denn der Wulst besitzt aufgrund seiner größeren Dicke und der Tatsache, daß er zur offenen Seite des Dichtspaltes hin nicht begrenzt ist, eine viel bessere elastische Dehnfähigkeit als die herkömmlicherweise vollständig flachgedrückte Dichtungsmasse. Gleichzeitig besteht der Vorteil, daß der Dichtungswulst vollständig im Dichtspalt und damit im Bereich der Dichtflächen liegt und folglich keine Dichtungsmasse über den entsprechenden Seitenrand hinausgedrückt wird. Dies schützt beispielsweise bei der Abdichtung von Ölräumen vor einem Ablösen von in den Ölraum hinausgedrückter Dichtungsmasse durch direkt anströmendes Öl.
  • In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 bildet die Dichtflächenverbindung die Verbindung eines Getriebegehäusedeckels mit dem zugehörigen Getriebegehäuse. Damit läßt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand ein Getriebegehäusedeckel zuverlässig öldicht und ohne Kontamination des Getriebeinnenraums mit der Dichtungsmasse auf das zugehörige Getriebegehäuse aufsetzen. Dabei erlauben es die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dichtungswulstbildung, den Getriebegehäusedeckel gemäß Anspruch 3 als Gießteil zu realisieren, das keinerlei Nachbearbeitung zur exakt planen Gestaltung seiner Dichtfläche benötigt. Denn der sehr dehnfähige Dichtungswulst gleicht Unebenheiten, wie sie typischerweise bei der Gießherstellung entstehen können, problemlos unter Aufrechterhaltung der Abdichtfunktion aus.
  • Ein bevorzugtes Material als Dichtungsmasse ist gemäß Anspruch 4 Silikon.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Abschlußdeckel eines Hinterachsgetriebes eines Kraftfahrzeuges und
  • 2 eine Teilansicht des Bereichs II von 1 bei auf das zugehörige Getriebegehäuse aufgesetztem Abschlußdeckel.
  • Der in 1 gezeigte Abschlußdeckel (1) ist in seinem radialen Randbereich verstärkt ausgebildet und dort mit einer Anzahl axial verlaufender Bohrungen, von denen zwei (4, 5) gezeigt sind, versehen. An seiner in 1 untenliegenden Stirnseite endet er mit seinem verstärkten, radialen Randbereich in einer ringförmigen Fläche (2), welche die Kontaktfläche bei der Anbringung am zugehörigen Getriebegehäuse bildet und somit die deckelseitige Dichtfläche einer in 2 näher gezeigten Dichtflächenverbindung darstellt.
  • Wie in dem in 2 gezeigten Ausschnitt, der den Abschlußdeckel (1) auf das zugehörige Getriebegehäuse (6) aufgesetzt zeigt, zu erkennen, liegt die deckelseitige, ringförmige Dichtfläche (2) einer entsprechenden ringförmigen Dichtfläche (9) des Getriebegehäuses (6) gegenüber, wobei in die Dichtfläche (9) ausmündende Bohrungen (11) im Getriebegehäuse (6) mit den entsprechenden Bohrungen (4) des Abschlußdeckels (1) fluchten. Durch die fluchtenden Bohrungspaare (4, 11) sind nicht gezeigte Schraubverbindungen durchgeführt, mit denen der Abschlußdeckel (1) gegen das Getriebegehäuse (6) vergeschraubt wird. Durch das Aufsetzen des Abschlußdeckels (1) auf das Getriebegehäuse (6) wird ein in 2 rechts ausschnittweise gezeigter Getriebeinnenraum (7) umgrenzt, in welchem in nicht gezeigter Weise das Hinterachsgetriebe des zugehörigen Kraftfahrzeuges einschließlich des Getriebeöls untergebracht ist. Während die getriebegehäuseseitige Dichtfläche (9) im wesentlichen plan gestaltet ist, ist die deckelseitige Dichtfläche (2) in einem an den Getriebeinnenraum (7) angrenzenden Teilbereich (3) zurückgesetzt aus gebildet, so daß bei auf dem Getriebegehäuse (6) aufgesetztem Abschlußdeckel (1) ein Dichtspalt (8) zwischen den beiden Dichtflächen (2, 6) gebildet ist, der zum Getriebeinnenraum (7) hin offen ist und sich radial bis zu einer gewissen Tiefe in Richtung Gehäuseaußenseite (12) erstreckt. Außerdem besitzt der umlaufende Dichtspalt (8) eine definierte, vorgegebene Spaltweite (d). Spalttiefe und Spaltweite (d) werden je nach Anwendungsfall geeignet gewählt.
  • Um die Verbindung zwischen Abschlußdeckel (1) und Getriebegehäuse (6) abzudichten, wird auf die deckelseitige Dichtfläche (2) oder die getriebegehäuseseitige Dichtfläche (9) Silikon als Dichtungsmasse in Form eines umlaufenden Streifens vor dem Aufsetzen des Abschlußdeckels (1) auf das Getriebegehäuse (6) aufgetragen. Die Dichtungsmasse wird jeweils in einem radial nach außen an den zurückgesetzten Dichtflächenbereich (3) anschließenden Dichtflächenbereich aufgetragen. Wenn nun der Abschlußdeckel (1) auf das Getriebegehäuse (6) aufgeschraubt wird, verteilt sich die Dichtungsmasse durch Fließen, wobei sie auch in den Dichtspalt (8) hineingedrückt wird und dort einen Dichtungswulst (10) bildet, dessen Dicke folglich der Weite (d) des Dichtspaltes (8) entspricht. Die Spalttiefe und Spaltweite (d) sind so auf die aufgebrachte Menge an Dichtungsmasse abgestimmt, daß der Dichtungswulst (10) nicht bis über den an den Getriebeinnenraum (7) angrenzenden Seitenrand (13) von Abschlußdeckel (1) und Getriebegehäuse (6) hinausragt. Der Dichtungswulst (10) bleibt folglich vollständig im Dichtspalt (8) aufgenommen und ist damit vor direkter Ölanströmung geschützt. Dies verhindert ein Ablösen von Dichtungsmasse und eine Verschleppung derselben zu anderen Teilen im Getriebeinnenraum (7).
  • Die zwischen Abschlußdeckel (1) und Getriebegehäuse (6) vorliegende Dichtung besteht somit zum einen aus dem Dichtungswulst (10) im Dichtspalt (8) und zum anderen aus einer vergleichsweise dünnen Silikonschicht, die sich vom Dichtungswulst (10) radial nach außen zwischen den Dichtflächen (2, 9) erstreckt und gleichfalls zur Abdichtung beiträgt, vor allem gegenüber dem Außenraum. Dabei ist eventuell am Außenrand (12) geringfügig aus tretendes Silikon im allgemeinen unschädlich und kann belassen werden. Der Übersichtlichkeit halber ist die dünne Silikonschicht, deren Dicke etwa derjenigen herkömmlicher, durch Zusammenpressen einer fließfähigen Dichtungsmasse hergestellten Dichtungsschichten entspricht, in 2 nicht näher dargestellt. Die Dicke des Silikonwulstes (10) im Dichtspalt (8) ist in jedem Fall deutlich größer als die Dicke der dünnen Silikonschicht. Ein typischer Wert für die Dicke des Silikonwulstes (10) beträgt 0,5mm. Durch diese vergleichsweise große Dicke besitzt der Dichtungswulst (10) und damit die Dichtung insgesamt eine viel höhere elastische Dehnfähigkeit gegenüber Zugbelastungen durch Kraft- und Wärmeeinwirkung als eine Dichtung, die lediglich aus einer dünnen, flachgedrückten Dichtungsschicht besteht. Die hohe Dehnfähigkeit des Dichtungswulstes (10) wird außer seiner relativ großen Dicke noch dadurch unterstützt, daß er zu einer Seite hin, nämlich zum Getriebeinnenraum (7) hin, nicht von einer starren Flächenberandung begrenzt wird, so daß der Dichtungswulst (10) sich im Dichtspalt (8) in radialer Richtung nach innen etwas ausdehnen kann. Die solchermaßen erzielte, definiert formgebundene Dichtung gewährleistet folglich eine einfach realisierbare, zuverlässige Abdichtung des Getriebeinnenraums (7) zwischen Getriebegehäuse (6) und Abschlußdeckel (1) bei geringer Gefahr von Silikonkontaminierungen des Getriebes.
  • Da der Dichtungswulst (10) eine sehr dehnfähige Abdichtung bildet, ist eine sehr exakte Planheit der gegeneinanderliegenden Dichtflächen (2, 9) bei der erfindungsgemäßen Dichtflächenverbindung im Gegensatz zu herkömmlichen Dichtflächenverbindungen mit lediglich einer dünnen Dichtmassenschicht nicht entscheidend. Demgemäß ist es möglich, den Abschlußdeckel als Aluminiumgießteil zu fertigen, das keiner Nachbearbeitung zwecks exakter Planheit seiner Dichtfläche bedarf. Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Dichtflächenverbindung mit seitlich gebildetem Dichtspalt, in den ein Teil der aufgebrachten, fließfähigen, elastischen Dichtungsmasse unter Bildung eines Dichtungswulstes beim Zusammenpressen der Dichtflächen hineingedrückt wird, neben dem gezeigten Beispiel eines Kraftfahrzeuggetriebes auch zur ab dichtenden Verbindung zweier beliebiger anderer Bauteile verwendet werden kann.

Claims (4)

  1. Dichtflächenverbindung, mit – zwei gegeneinanderliegenden Dichtflächen (2, 9), – einer Dichtung, die durch Aufbringen einer fließfähigen, elastischen Dichtungsmasse auf wenigstens eine der Dichtflächen und anschließendes Zusammenpressen der Dichtflächen gebildet ist, und – einem durch zurückgesetzte Ausbildung eines entsprechenden seitlichen Teilbereichs (3) wenigstens einer (2) der Dichtflächen (2, 9) gebildeten Dichtspalt (8), in welchem ein Wulst (10) der Dichtung, dessen Dicke der Spaltweite entspricht, gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß – der Dichtspalt (8) in einem seitlich an einen ersten Abschnitt der gegeneinanderliegenden Dichtflächen angrenzenden zweiten Dichtflächenabschnitt angeordnet ist, wobei er sich vom ersten Dichtflächenabschnitt, in welchem die Dichtungsmasse aufgebracht wird und sich die Dichtflächen enger gegenüberliegen als im zweiten Abschnitt, unter Aufweitung auf eine definierte Spaltweite (d) bis zu einer zugehörgen Außenkante der Dichtflächenverbindung und dort ausmündend erstreckt, und der Dichtungswulst (10) dadurch gebildet ist, daß die Dichtungsmasse beim Zusammenpressen der Dichtflächen von den seitlich benachbarten, mit der Dichtungsmasse belegten Dichtflächenbereichen des ersten Dichtflächenabschnitts in den Dichtspalt gedrückt wird.
  2. Dichtflächenverbindung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß sie die Verbindung eines Getriebegehäusedeckels (1) mit dem zugehörigen Getriebegehäuse (6) bildet.
  3. Dichtflächenverbindung nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebegehäusedeckel (1) aus einem nicht nachbearbeiteten Gießteil besteht.
  4. Dichtflächenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse Silikon ist.
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